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工程机械用涂料与涂装技术的发展与进步

作者:聚氨酯发泡机 来源:http://www.cdfapaoji.cn 时间:2017-08-29 10:21 人气:
  2.1涂料技术发展与进步
 
  通常每一种涂料在涂装时都会有挥发性有机化合物(VOC)或者其它危险性空气污染物(HAPs)的排放,会对人体造成一定的伤害。这些VOC排放到大气中后,会产生一定的光电反应,对臭氧层有一定的破坏作用,导致皮肤癌、自内障,削弱免疫系统。因此,减少涂料本身VOC含量以及控制涂料涂装过程中VOC的排放,已成为涂料发展的主题。
 
  为降低VOC的排放,应采用以下4类环境友好型涂料:
 
  高固体分涂料:可取代传统溶剂型涂料,并逐渐向无溶剂涂料方向发展。此种涂料比传统溶剂型涂料在相同施工豁度下包含更多的固体分,溶剂含量则相应减少。涂料的固体分增大,覆盖表面积较传统涂料更多,因此可减少涂料的需求量,同时也降低VOC含量。
 
  水性涂料:它是一种用水作为溶剂或分散剂的涂料,可以减少由火产生的危险,毒性较低,降低涂装过程中VOC的排放。水性涂料的使用限制:工件表面的前处理要求较高;干燥过程需严格控制温湿度;需使用不锈钢的设备;使用静电设备时,需将电源接地以降低电压突变所造成的灾害。
 
  粉末涂料:它对环境污染很小,具有良好的耐腐蚀性、装饰性和耐候性。它由干燥的涂料粒子组成,其VOC含量<4%。这些涂料粒子通过静电吸附至工件表面,并经过烘烤形成一层连续薄膜。粉末涂料在工程机械行业已有使用,技术成熟。
 
  紫外光和电子束固化涂料:它主要由低相对分子质量的聚合物组成,通过紫外线(UV)或电子束(EB )照射涂膜,产生辐射聚合、辐射交联和辐射接枝等反应,迅速将低相对分子质量物质转变成高相对分子质量产物。固化直接在不加热的底材卜进行,体系中不含溶剂或含极少量溶剂,辐照后涂膜几乎100%固化,VOC排放量很低。它在木器和塑料件涂装中已大量采用,但因性能原因,在金属件卜的应用受限制。
 
  2.2涂装工艺与设备的技术发展与进步
 
  2.2.1涂装工艺
 
  涂装工艺流程图见图1。图中虚线内容按实际需要取舍。
 
  涂装生产线要求:结构紧凑、安全可靠、高效、低噪音、低能耗、低维护要求和使用寿命长的涂装生产线,并用合格的涂装生产线涂装出优良、合格、满足防腐和装饰要求的涂层;涂装施工采用部件涂装施工方式,流水线作业,避免采用“孤岛”方式进行涂装作业;预处理系统涵盖脱脂磷化及抛丸处理;底漆系统涵盖电泳涂装和喷涂施工。
 
  化学前处理:工件表面存在的氧化皮会促进钢件作为阳极而被腐蚀,使腐蚀向钢件内部深人,时间久了会因氧化皮的增厚、膨胀而使漆膜脱落;铁锈的存在会加快钢件的进一步腐蚀;油污和灰尘会影响涂料与钢件的结合,影响涂膜的均一性、致密性和光泽;焊接残余物的电极电位与钢件的不同,易引起钢件的腐蚀;如果增加工件表面的粗糙度,则涂膜与钢件的接触面积增加,涂膜附着力提高,所以应对工件表面进行前处理。化学前处理流程见图2。工件机械前处理流程见图3。电泳涂装工艺流程(适用于薄板件和小部件)见图4}
 
  2.2.2涂装施工设备
 
  双组分喷涂机:双组分喷涂机系统(图5)是将要使用的主漆和固化剂分别存放于独认的贮罐中。主漆用稀释剂调节好豁度,固化剂贮罐充氮保护(环氧固化剂不需要),两者各自通过流量计计量,按固定比例在设备卜混合后喷涂,完全避免混合物过度存放所造成的损失。
 
  2.2.3涂料施工方式
 
  工件经表面处理后,将进行一至数层涂料的涂装。第一层涂膜提供了对腐蚀的抵抗能力,并可以将工件表面的瑕疵填平,且提供了与卜层涂膜相结合的界面,而最卜层涂膜则决定了工件的颜色。
 
  浸涂:它是将工件浸没于涂料中,然后取出,让表面多余的漆液自然滴落,除去过量涂料,经干燥后达到涂装目的的一种涂装方法。当浸泡完成后,可以将工件以悬挂或者托盘方式处理,多余的涂料液滴返回槽液中,以达到回收的效果。此种涂装方法适用于小型的五金零件、钢质管架、薄片以及结构比较复杂的器材或电气绝缘材料等。采用浸涂涂装的方法,省工省料,生产效率高,设备与操作简便,可与机械化、自动化生产配套进行连续生产,最适宜单一品种的大量生产。但使用此种方式涂装则需注意控制涂料液的循环、过滤,以及温度和豁度。被涂件不宜过大,不应有积存漆液的凹面。
 
  无气喷涂:它是给液体涂料加压,利用约1 5003 000 psi的压力将液体涂料泵送至喷枪,然后通过喷嘴喷出以达到涂布的效果。此种施工方式的优点为可有效将涂料涂布至大面积的工件表面。缺点有三:第一,流体压力高,会导致涂料回流;第二,喷嘴尖端的磨损较严重;第三,泵的使用寿命短。
 
  空气辅助无气喷涂:它结合了以卜两种方法的优点,在压力约800~ 1 000 psi的状态下,辅助空气使在较高压力下喷出来的漆液能很好地雾化。此方法减少了气流的压力,可降低因抑制涂料回流现象所造成的紊流表面的影响;使用静电喷枪还能进一步提高生产效率,降低涂料损耗,同时边缘和锐角也能喷涂卜相对较多的涂料。
 
  高容量低压喷涂(HVLP ):它采用高吐出量低空气压力的涂装方式。HVLP使用的空气压力大致介于4}6 psi,空气通过雾化孔雾化,而雾化过程中涂料温度卜升,涂料的豁度随之下降。此种喷涂设备优点:提高转化效率;工件卜涂布所需的漆液较少;减少漆雾;由涡轮产生的热空气使涂料的豁滞性较小。缺点:高成本;操作技术性强,操作工较难掌握。在国外,带静电的HVLP施工设备已在很多领域很多部件卜使用,涂料利用率达80%左右。
 
  不同喷涂施工方式涂料利用率比较见图7}2.2.4涂料配套
 
  差异化涂料与涂装条件配置:工程机械各部件对涂料的要求不同,可以区分不同类型机械设备的要求和设备使用环境,以及设备本身不同部位的性能要求和使用环境,进行差异化涂料的配套。如采用底面合一涂料体系,简化涂装工艺。
 
  2.3涂装管理的技术发展与进步
 
  管理是对产能、质量、成本、效率等的控制方式进行不断优化,以期达到最佳效果。
 
  2.3.1优秀的生产管理模式
 
  以“丰田”精益生产管理模式为例:.dust in time" ,即只在需要的时候按照所需要的数量,以完美的质量为顾客提供所需的产品和服务。
 
  结合人的因素,优化涂装生产线,流水线作业。消除无效劳动和浪费、零库存、零次品、零废品、零缺陷,生产批量为一个产品,100%准时供货服务。
 
  其基本思想理念:不断改进(continual improvement);全面质量控制(total quality control );全员参与( employee involvement );降低库存(minimise stock )o不接受不合格产品;不制造不合格产品;不传递不合格产品。
 
  2.3.2涂装生产线施工管理内容
 
  安全性的确定:与安全相关的法律和法规的确认;涂料标示的了解和实施;操作者装备(服装、安全帽、防护面具、防护手套等)的检查;保护用具(安全带、安全设施等)的检查;工作场地、施工设备机器(照明、换气设施)点检;彻底严禁烟火。
 
  环境条件的控制:环境温度5一35 0C;相对湿度85%以下。
 
  涂装作业指导书的确认:底材处理、涂料名称、涂装部位、涂装次数等的确认。
 
  底材处理的检查:实施方法(药剂、动力工具、手动工具等)的确认;实施程度的确认(SIS的标准比较一一针对喷砂处理工件);后处理、清洁的检查;表面温度高于露点温度3℃以卜。
 
  调漆:涂料名称、稀释剂名称、稀释率、色相的确认;混合至均一状态,要充分搅拌;双组分涂料要确认配比、熟化时间、可使用时间。
 
  涂装的管理:涂装方法(刷涂、辊涂、喷涂等)的选择;均一膜厚的保持、露底、发花、流挂等的检查;涂覆量(涂料使用量、涂覆面积、涂装膜厚等)的检查;涂装次数、干燥时间、涂装间隔时间的检查;涂装日报的填写和保管。
 
  涂装后涂膜的检查:外观的检查;不良部位的手工修复;干膜的膜厚测定;涂膜的保养时间(20 0C,3d)的保持。

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